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汹涌解决日益严重的问题

导读: 加利福尼亚大学洛杉矶分校(UCLA)最近的一项实验是,DIII-D托卡马克的研究人员认为,等离子体湍流可以防止称为磁岛的丝状结构变得如此之大,...

加利福尼亚大学洛杉矶分校(UCLA)最近的一项实验是,DIII-D托卡马克的研究人员认为,等离子体湍流可以防止称为磁岛的丝状结构变得如此之大,以至于它们会使1亿度等离子体冷却下来。该等离子体需要尽可能地热,以便各个核以足够的力碰撞以熔合在一起,从而释放能量。DIII-D托卡马克的磁场在加热时限制等离子体,但是等离子体也会影响该场并将其操纵成不希望的岛状,如果其能量进入周围的墙壁,则会导致等离子体排出很多。

等离子体湍流,即粒子运动的剧烈波动模式,是聚变能量装置的关注点,因为它允许热量从等离子体中逸出。然而,自然生长的磁岛撕裂了等离子体的磁性织物,引起了更严重的担忧。

研究小组在由美国能源部合作的通用原子公司运营的DIII-D国家融合设施进行了实验,研究等离子体湍流和磁岛的相互影响。

“我们的研究小组发现大磁岛内的等离子体湍流变弱了,”加州大学洛杉矶分校的研究生和实验负责人Laszlo Bardoczi解释道。“这导致岛屿变得更大,这对融合是不利的。但是,湍流也可以防止小岛屿变大。这表明我们可以通过驱动湍流来避免有害磁岛的增长,而岛屿仍然很小。”

研究人员还对复制实验结果的过程进行了最先进的计算机模拟。证明模拟代码准确地计算来自这些过程的等离子体传输对于开发预测融合等离子体在未来实验中将如何表现的能力是至关重要的。

在未来的应用中,等离子体湍流可用于防止小岛屿生长并变得有害。这将有可能改善对岛屿的控制,从而有效地运行像ITER这样的融合装置,现在法国正在建造一个由包括美国在内的前所未有的财团组成的世界上最大的托卡马克。ITER旨在通过融合产生比用于加热等离子体更多的能量,因此了解如何减少或可能防止有害的岛屿生长可能是一项重要的能力。


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